賴鵬邦 李春

摘要車站結(jié)構(gòu)形式的比選是地鐵車站設(shè)計的重要內(nèi)容，本文通過計算分析，比較了11米站臺單柱、12米站臺單柱及12米站臺雙柱這三種常見的結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟性，為車站設(shè)計中結(jié)構(gòu)形式的比選提供參考。

關(guān)鍵詞車站 經(jīng)濟性

1概述

地鐵標準車站根據(jù)站臺寬度的不同，構(gòu)件的設(shè)計也不同，常見的有11米站臺和12米站臺，12米站臺有單柱結(jié)構(gòu)和雙柱結(jié)構(gòu)，比較不同站臺寬度、不同柱布置形式的車站結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，對于車站結(jié)構(gòu)形式及規(guī)模的選擇具有指導性意義。本文針對11米站臺單柱、12米站臺單柱、12米站臺雙柱三種形式的車站結(jié)構(gòu)進行了計算分析及經(jīng)濟性比較。

2計算模型及計算方法

選取車站公共區(qū)標準斷面進行計算比選，地鐵車站的標準斷面如圖1-圖2所示。11米站臺單柱車站斷面尺寸為：頂板厚0.8米，中板厚0.4米，底板厚0.9米，側(cè)墻厚0.7米，頂板縱梁1.2x1.8米，中板縱梁0.8x1.0米，底板縱梁1.2x2.26米，中柱0.7x1.2米。12米站臺單柱車站斷面尺寸與11米站臺單柱車站同。12米站臺雙柱車站斷面尺寸為：頂板厚0.7米，中板厚0.4米，底板厚0.8米，側(cè)墻厚0.7米，頂板縱梁1.2x1.6米，中板縱梁0.8x0.8米，底板縱梁1.2x2.16米，中柱0.6x1.0米。為便于計算比較，圍護結(jié)構(gòu)統(tǒng)一采用0.8米厚連續(xù)墻。

根據(jù)廣州地鐵經(jīng)驗，取車站頂板覆土為3米，水位取至地面，地面超載為20kPa，側(cè)土壓力系數(shù)取為0.4，站廳層（中板）人群活載為4kPa，考慮裝修層、吊頂、風道等荷載。

選取一延米車站為計算對象，采用sap2000建立平面框架模型模擬車站結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算。側(cè)土壓力作用于圍護結(jié)構(gòu)上，側(cè)水壓力作用于側(cè)墻上。采用只受壓不受拉的gap單元模擬土體對結(jié)構(gòu)底板的作用及圍護結(jié)構(gòu)對側(cè)墻的作用。12米站臺單柱車站計算模型如圖4所示。

3結(jié)構(gòu)內(nèi)力及配筋計算

三種車站結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)內(nèi)力及配筋計算結(jié)果如表1-表3所示。構(gòu)件配筋均為裂縫控制配筋，迎水面最大允許裂縫為0.2mm，背水面最大允許裂縫為0.3mm。從計算結(jié)果可以看出，12米站臺單柱車站內(nèi)力及配筋均大于11米站臺單柱車站，這是由于站臺寬度的增加使得內(nèi)力增大；而12米站臺雙柱車站，頂、中、底板跨度減小，內(nèi)力及配筋相應(yīng)減小。

車站縱梁內(nèi)力及配筋計算結(jié)果如表4所示，構(gòu)件配筋均為裂縫控制配筋，迎水面最大允許裂縫為0.2mm，背水面最大允許裂縫為0.3mm。從計算結(jié)果可以看出，12米站臺單柱車站縱梁內(nèi)力及配筋均大于11米站臺單柱車站，這是由于站臺寬度的增加使得作用在縱梁上力增大；而12米站臺雙柱車站，頂、中、底板跨度減小，作用在縱梁上的力減小，內(nèi)力及配筋相應(yīng)減小。

從表5可以看出，12米雙柱的車站結(jié)構(gòu)形式每平米的造價最低，11米單柱和12米單柱基本相等，11米單柱略高一點。11米單柱每平米造價比12米雙柱高約6.2%。因此12米站臺雙柱的結(jié)構(gòu)形式經(jīng)濟性最好。

5結(jié)論及建議

通過以上的計算分析，我們可以看出，12米站臺雙柱的車站結(jié)構(gòu)形式構(gòu)件截面尺寸較小、內(nèi)力及配筋較小，從結(jié)構(gòu)受力上較為有利，且每平米造價較低，經(jīng)濟性較好，在車站結(jié)構(gòu)形式比選中可優(yōu)先考慮采用12米站臺雙柱的結(jié)構(gòu)形式。

參考文獻

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[3] 中國有色工程設(shè)計研究總院. 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊（第三版）[R] 北京：中國建筑工業(yè)出版社,2003

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。